Introducir

El uso de la tecnología RFID como una solución moderna de recopilación de datos ha aumentado constantemente año tras año, y se espera que el mercado mundial de RFID se acerque a los 32.000 millones de dólares para 2023. El crecimiento de RFID se debe principalmente a su versatilidad como solución, el potencial retorno de la inversión de aplicaciones factibles y relativa facilidad de uso después de la instalación.

RFID solía usarse principalmente para abrir puertas y rastrear animales. Desde el punto de vista del costo y la capacidad, es más factible que nunca. Sin mencionar que el valor de los datos procesables está en el nivel más alto de la historia. La cadena de suministro, la atención médica, la fabricación y el cannabis son solo algunas de las muchas industrias que utilizan la tecnología RFID para operar de manera más eficiente. Incluso con el reciente crecimiento de todas las industrias en RFID y tecnología en general, todavía hay espacio para el crecimiento en aplicaciones RFID de alta temperatura, especialmente aplicaciones que requieren una exposición prolongada a temperaturas superiores a 150+ C (302+ F).

Entonces, ¿cuál es el problema con las altas temperaturas? ¿No hay ya disponibles etiquetas RFID de alta temperatura?

Hay varias etiquetas de alta temperatura impresionantes en el mercado (desplácese hacia abajo para ver las opciones populares de etiquetas de alta temperatura), pero también existen restricciones sobre qué aplicaciones son factibles. Para comprender completamente los obstáculos causados ​​por las altas temperaturas, primero examinemos la composición de la etiqueta RFID, cómo funciona y cómo está construida.

Componentes de las etiquetas RFID

En comparación con las etiquetas RFID activas, las etiquetas RFID pasivas se utilizan más comúnmente en aplicaciones de alta temperatura porque son más rentables. El desarrollo de etiquetas pasivas generalmente comienza con tres componentes básicos:

Antena: generalmente hecha de metal conductor, papel de aluminio o tinta metálica impresa, la antena recibe y transmite señales de radio.

Circuitos integrados: a menudo llamados chips o circuitos integrados, los circuitos integrados tienen aproximadamente el tamaño de una aguja, están hechos de silicio y son el "cerebro" de las etiquetas que almacenan datos.

Sustrato: una capa delgada de material, generalmente plástico, que mantiene el chip y la antena juntos.

En esta etapa, se aplica otra capa de material llamada "cara" para cubrir la antena expuesta y el chip, formando una "incrustación". La incrustación se vende al usuario final o se pasa por otra etapa de desarrollo para convertirse en una etiqueta o etiqueta terminada. En el caso de la mayoría de las etiquetas de alta temperatura, la incrustación está encapsulada con termoplástico, cerámica u otros materiales resistentes al calor para proteger los componentes de trabajo de la etiqueta de las altas temperaturas y los entornos industriales hostiles.

¿Cómo funcionan las etiquetas RFID pasivas?

En resumen, cuando el lector de RFID genera ondas de radiofrecuencia emitidas a través de la antena, la antena interna de la etiqueta dentro del alcance del lector conduce la energía de la onda de radio al chip de la etiqueta. La energía de la onda de radio activa el chip y el chip modula la energía con los datos de la etiqueta y transmite la señal modulada de vuelta al lector y / o antena.

El problema radica en:

El tamaño se suele comparar con una aguja o un grano de arena. El chip RFID debe fijarse en una antena de etiqueta metálica muy delgada para que la energía conducida por la antena active el chip y acceda a los datos almacenados. El chip generalmente se suelda a la antena o se conecta con epoxi. Esta combinación entre el chip de la etiqueta y la antena es la parte más vulnerable de la etiqueta.

La vulnerabilidad se debe a la composición física del material utilizado para conectar el chip a la antena. Si se expone a altas temperaturas durante mucho tiempo, incluso el epoxi y los metales de soldadura más fuertes se derretirán. Si el adhesivo se debilita, el chip se separará de la antena, inutilizando la etiqueta.

Comida para llevar a altas temperaturas

Estos dos términos son la clave para evaluar etiquetas de alta temperatura:

Temperatura de funcionamiento: el rango de temperatura dentro del cual la etiqueta RFID puede funcionar normalmente durante su vida útil.

Temperatura de exposición máxima: la temperatura más alta que puede soportar una etiqueta RFID sin afectar la estructura y / o el rendimiento de la etiqueta.

Al mantener la temperatura de exposición más alta, el chip debe permanecer en su lugar y el material de la etiqueta permanecerá intacto. La mayoría de los fabricantes de etiquetas de alta temperatura también incluirán importantes intervalos de exposición de etiquetas basados ​​en pruebas exhaustivas.

Si una etiqueta de alta temperatura está expuesta a altas temperaturas, es importante asegurarse de que la etiqueta no se lea hasta que la temperatura de la etiqueta en sí esté dentro del rango de temperatura de funcionamiento de la etiqueta. Esto se debe a que el material que conecta el chip a la antena puede no ser sólido y, por lo tanto, no puede conducir la energía de radiofrecuencia como se esperaba. Los intentos de leer etiquetas a niveles altos de temperatura pueden comprometer los datos del chip. Después de que una etiqueta de alta temperatura se expone a altas temperaturas, su empaque está diseñado para mantener la estructura interna de la etiqueta y para disipar el calor, lo que ayuda a que la etiqueta vuelva a su temperatura de trabajo.

Ejemplos de especificaciones de etiquetas:

ABS UHF en etiqueta de metal para gestión de palets

SR-TAG8025P es una de las etiquetas universales más vendidas en el mercado, pero no es una etiqueta para altas temperaturas.

Temperatura de funcionamiento: -40 ° hasta +85 ° C (-40 ° hasta +185 ° F)

Temperatura máxima de exposición: -40 ° hasta +85 ° C (-40 ° hasta +185 ° F)

Es una de las etiquetas de alta temperatura más populares del mercado.

SR-TAG3714 235 ℃ Etiqueta UHF sobre metal resistente a altas temperaturas

Temperatura de funcionamiento: -20 ° hasta +85 ° C (-40 ° hasta +185 ° F)

Temperatura máxima de exposición: -20 ° hasta +235 ° C (-4 ° hasta +455 ° F)

Verifique el rango de temperatura de estas dos etiquetas, tenga en cuenta que la temperatura máxima de funcionamiento es la misma, pero la temperatura máxima de exposición del SR-TAG3714 es mucho más alta. -TAG8025P es una carcasa ABS básica que no proporciona protección contra altas temperaturas; sin embargo, el paquete termoplástico resistente al calor de TAG3714 disipará el calor después de la exposición, por lo que la etiqueta se puede enfriar rápidamente y usar para rastrear activos.

SR-TAG4631 Etiqueta dura de metal UHF resistente a altas temperaturas

La versión de taller de pintura SR-TAG463 está diseñada para temperaturas extremadamente altas y exposición repetida a líquidos corrosivos. En comparación con otras etiquetas de alta temperatura, esta etiqueta también tiene un nivel de protección IP68 y tiene un rango de lectura más largo.

Temperatura de funcionamiento: -30 ° hasta 65 ° C (-22 ° hasta +185 ° F)

Temperatura máxima de exposición: -40 ° hasta 250 ° C (-40 ° hasta +482 ° F)

Distancia máxima de lectura: hasta 10 m (33 pies)

Material de la etiqueta: polímero de nailon de grado técnico, sin silicona

Aplicaciones comunes: autoclave, ciclo de lavado con agua caliente, proceso de pintura posterior y proceso de pintura de automóviles

Técnicas de evaluación de etiquetas de alta temperatura:

• Conozca la temperatura absoluta que necesita que resista su etiqueta.

• Comprenda que la etiqueta necesita una oportunidad para enfriarse, por lo que el proceso debe tener esto en cuenta.

• Si está interesado en una etiqueta, investigue cómo prueba el fabricante sus productos. Es posible que vea afirmaciones de que la temperatura máxima de exposición es muy alta, pero algunas pueden significar horas de exposición y otras pueden significar minutos o incluso segundos. TAG4631 es fabricado por SunRise RFID, que es parte de la serie de etiquetas de alta temperatura y se somete a un riguroso proceso de prueba antes de salir al mercado.

• Conozca los materiales de los activos que desea rastrear, así como los materiales y otros factores potencialmente destructivos en el entorno de la aplicación.

• Considere cómo pegar la etiqueta al activo. Los remaches o tornillos pueden soportar fácilmente altas temperaturas, pero si se utilizan epoxi o adhesivos, asegúrese de verificar su temperatura de aplicación para asegurar su durabilidad.